Titandioxid-Nanopartikel sind Partikel aus TiO₂ mit Dimensionen im Nanometerbereich, meist in den Phasen Anatas, Rutil oder Brookit. Aufgrund hoher Bandlücke, chemischer Stabilität und großer spezifischer Oberfläche zeigen sie ausgeprägte photocatalytische Aktivität, UV-Absorption und Oberflächenreaktivität. In der Werkstoffwissenschaft werden sie als Pigmente, UV-Stabilisatoren, Katalysatorträger, in selbstreinigenden Oberflächen, biomedizinischen Beschichtungen sowie mechanisch verstärkenden Füllstoffen von Polymer- und Keramikverbunden eingesetzt.